JPH11201293A - 回転機械用のラビリンス／ブラシ併合シール - Google Patents
回転機械用のラビリンス／ブラシ併合シールInfo
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- JPH11201293A JPH11201293A JP10293143A JP29314398A JPH11201293A JP H11201293 A JPH11201293 A JP H11201293A JP 10293143 A JP10293143 A JP 10293143A JP 29314398 A JP29314398 A JP 29314398A JP H11201293 A JPH11201293 A JP H11201293A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/44—Free-space packings
- F16J15/447—Labyrinth packings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/00—Sealings
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- F16J15/441—Free-space packings with floating ring
- F16J15/442—Free-space packings with floating ring segmented
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/908—Seal for use in rotating and reciprocating arrangement
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/935—Seal made of a particular material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転機械用のラビリンス／ブラシ併合シール
を提供する。 【解決手段】 複数の軸方向に相隔たり且つ周方向およ
び半径方向に延在する漏止め歯を担持する所定軸方向寸
法の弧状セグメント（３２）と、前記セグメントによっ
て該セグメントに沿う所定軸方向位置に担持され且つ前
記歯の半径方向寸法を超えて突出した少なくとも一つの
周方向に延在する剛毛列（３８）とを含み、前記剛毛
は、前記セグメントに設けられたスロット（３０）内に
滑動自在かつ取外し可能に支承された第１の可撓性担持
ストリップ（４４）内に保持されている。
を提供する。 【解決手段】 複数の軸方向に相隔たり且つ周方向およ
び半径方向に延在する漏止め歯を担持する所定軸方向寸
法の弧状セグメント（３２）と、前記セグメントによっ
て該セグメントに沿う所定軸方向位置に担持され且つ前
記歯の半径方向寸法を超えて突出した少なくとも一つの
周方向に延在する剛毛列（３８）とを含み、前記剛毛
は、前記セグメントに設けられたスロット（３０）内に
滑動自在かつ取外し可能に支承された第１の可撓性担持
ストリップ（４４）内に保持されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的にはターボ機
械に関し、特に蒸気タービンおよびガスタービン用のラ
ビリンス／ブラシ併合シール、すなわちラビリンス・シ
ールとブラシ・シールとの組合せに関する。
械に関し、特に蒸気タービンおよびガスタービン用のラ
ビリンス／ブラシ併合シール、すなわちラビリンス・シ
ールとブラシ・シールとの組合せに関する。
【０００２】
【従来の技術】発電用および機械的駆動用の回転機械、
例えば蒸気タービンおよびガスタービンは、一般に多数
のタービン段を有する大形機械である。タービン段を通
流する高圧流体は一連の静止構成部および回転構成部を
通らなければならず、そして静止構成部と回転構成部と
の間のシールが漏れの制御に用いられる。タービンの効
率は、例えばロータとステータとの間の漏れを防止する
シールの能力に直接依存する。
例えば蒸気タービンおよびガスタービンは、一般に多数
のタービン段を有する大形機械である。タービン段を通
流する高圧流体は一連の静止構成部および回転構成部を
通らなければならず、そして静止構成部と回転構成部と
の間のシールが漏れの制御に用いられる。タービンの効
率は、例えばロータとステータとの間の漏れを防止する
シールの能力に直接依存する。
【０００３】タービン設計は、従来、衝動型（圧力降下
の大部分が固定ノズルで生じる）か反動型（圧力降下が
動翼と静翼との間でより均等に分布する）に分類されて
いる。両設計とも、漏れを制御するためにラビリンス・
シールとして知られる鋭い剛性歯を用いている。伝統的
に、高低（交互歯高）設計または直軸設計のラビリンス
・シールが使用される。このようなシールは、回転構成
部と静止構成部との間の漏れを制御しなければならない
事実上全てのタービン箇所で用いられる。これらのシー
ルは、段間軸シール、ロータ端シール、およびバケット
（または動翼）先端シールを包含する。ラビリンス・シ
ールは信頼性が高いということは実証されているが、そ
れらの性能は、静止構成部と回転構成部とが干渉しあっ
て、ラビリンス歯を「きのこ」形に摩滅させると共にシ
ール間隙を拡大するような過渡的事象の結果として、時
の経過とともに劣化する。
の大部分が固定ノズルで生じる）か反動型（圧力降下が
動翼と静翼との間でより均等に分布する）に分類されて
いる。両設計とも、漏れを制御するためにラビリンス・
シールとして知られる鋭い剛性歯を用いている。伝統的
に、高低（交互歯高）設計または直軸設計のラビリンス
・シールが使用される。このようなシールは、回転構成
部と静止構成部との間の漏れを制御しなければならない
事実上全てのタービン箇所で用いられる。これらのシー
ルは、段間軸シール、ロータ端シール、およびバケット
（または動翼）先端シールを包含する。ラビリンス・シ
ールは信頼性が高いということは実証されているが、そ
れらの性能は、静止構成部と回転構成部とが干渉しあっ
て、ラビリンス歯を「きのこ」形に摩滅させると共にシ
ール間隙を拡大するような過渡的事象の結果として、時
の経過とともに劣化する。
【０００４】回転機械を包含する多くの環境において使
用される他種のシールとしてブラシ・シールがある。ブ
ラシ・シールは一般にラビリンス・シールより漏れを起
こし難い。ブラシ・シールはまた、シール剛毛がたわむ
ので、固定および回転構成部間、例えばロータとステー
タとの間の相対的な半径方向移動に対応し得る。ブラシ
・シールはまた一般に表面の不均等により良く順応す
る。ブラシ・シール使用の結果、回転機械の性能は、一
般にラビリンス・シールで可能であるより良好に持続さ
れる。
用される他種のシールとしてブラシ・シールがある。ブ
ラシ・シールは一般にラビリンス・シールより漏れを起
こし難い。ブラシ・シールはまた、シール剛毛がたわむ
ので、固定および回転構成部間、例えばロータとステー
タとの間の相対的な半径方向移動に対応し得る。ブラシ
・シールはまた一般に表面の不均等により良く順応す
る。ブラシ・シール使用の結果、回転機械の性能は、一
般にラビリンス・シールで可能であるより良好に持続さ
れる。
【０００５】タービン用にブラシ・シールとラビリンス
・シールを組み合わせることは、本件出願人による米国
特許出願第０８／６７２６６５号（１９９６年６月２８
日付）および同第０８／７１９６６７号（１９９６年９
月２５日付）に開示されている。両出願の要旨は参照に
よりここに包含される。上記の米国特許出願第０８／６
７２６６５号および第０８／７１９６６７号に開示され
ているブラシ・シールは、１対の剛板間に固定した剛毛
パックからなり、剛毛は剛板に溶接される。剛板は静止
環状溝内にはまり込むように精密に機械加工される（代
表的なブラシ・シールには４つのセグメントが含まれ、
装着された時、３６０度のシールを構成する）。このよ
うなものとして、個々のブラシ・シールは一つの特定の
直径溝に対して設計される。しかし、工業用ターボ機械
の分野では、実質的に同じ機能を果たすにもかかわらず
直径の異なる様々なシールが必要になることがある。従
って、直径が少し変わる毎に異なる工具使用が必要にな
るので、このようなシールの費用はかなり増大する。
・シールを組み合わせることは、本件出願人による米国
特許出願第０８／６７２６６５号（１９９６年６月２８
日付）および同第０８／７１９６６７号（１９９６年９
月２５日付）に開示されている。両出願の要旨は参照に
よりここに包含される。上記の米国特許出願第０８／６
７２６６５号および第０８／７１９６６７号に開示され
ているブラシ・シールは、１対の剛板間に固定した剛毛
パックからなり、剛毛は剛板に溶接される。剛板は静止
環状溝内にはまり込むように精密に機械加工される（代
表的なブラシ・シールには４つのセグメントが含まれ、
装着された時、３６０度のシールを構成する）。このよ
うなものとして、個々のブラシ・シールは一つの特定の
直径溝に対して設計される。しかし、工業用ターボ機械
の分野では、実質的に同じ機能を果たすにもかかわらず
直径の異なる様々なシールが必要になることがある。従
って、直径が少し変わる毎に異なる工具使用が必要にな
るので、このようなシールの費用はかなり増大する。
【０００６】
【発明の概要】本発明の好適な態様によれば、シール直
径に関して適応性が高く且つシールの費用をかなり減ら
す独特なブラシ・シール・セグメントが提供される。本
発明の一態様によれば、ブラシ剛毛が可撓性保持体内に
装着され、この保持体は、剛毛にクリンプされた細長い
ステンレス鋼チャネル材の形態のものである。この構成
により、シールの最終直径にかかわらず、ブラシ・シー
ルの剛毛部分を複数の実質的に連続的な長さに簡単かつ
費用上有利に製造できる。
径に関して適応性が高く且つシールの費用をかなり減ら
す独特なブラシ・シール・セグメントが提供される。本
発明の一態様によれば、ブラシ剛毛が可撓性保持体内に
装着され、この保持体は、剛毛にクリンプされた細長い
ステンレス鋼チャネル材の形態のものである。この構成
により、シールの最終直径にかかわらず、ブラシ・シー
ルの剛毛部分を複数の実質的に連続的な長さに簡単かつ
費用上有利に製造できる。
【０００７】ブラシ部を適当なセグメント長さに切断
し、次いで、例えばラビリンス・シール・セグメントに
機械加工により形成されたＴ形スロット内に、剛毛を支
持する剛性ラビリンス歯の一つに隣接して滑動自在に設
置する。Ｔ形スロットは所要直径に機械加工され、そし
て別に製造したブラシ部をセグメント長さに切断してＴ
形スロットに押込むことができ、その際、可撓性チャネ
ル材がスロットの曲率に順応する。本実施態様では、可
撓性保持体付きのブラシ部をそれぞれのセグメント・ス
ロット内に止めねじまたは他の適当な手段により固定す
ることができる。
し、次いで、例えばラビリンス・シール・セグメントに
機械加工により形成されたＴ形スロット内に、剛毛を支
持する剛性ラビリンス歯の一つに隣接して滑動自在に設
置する。Ｔ形スロットは所要直径に機械加工され、そし
て別に製造したブラシ部をセグメント長さに切断してＴ
形スロットに押込むことができ、その際、可撓性チャネ
ル材がスロットの曲率に順応する。本実施態様では、可
撓性保持体付きのブラシ部をそれぞれのセグメント・ス
ロット内に止めねじまたは他の適当な手段により固定す
ることができる。
【０００８】本発明の重要な利点は、可撓性の上部構成
部を含むブラシ装置を、費用削減に有効な方法で別に製
造し、次いでラビリンス・シール・セグメント、ステー
タまたは他の静止機械構成部に切られた様々な直径のＴ
形スロット内に装着することができることである。従っ
て、本発明はその広範な態様において、次のような回転
機械用のラビリンス／ブラシ併合シール、すなわちラビ
リンス・シールとブラシ・シールとの組合せに関係す
る。すなわち、その組合せは、複数の軸方向に相隔たり
且つ周方向および半径方向に延在するテ−パ付き漏止め
歯を担持する所定軸方向寸法の弧状セグメントと、該セ
グメントによって該セグメントに沿う所定軸方向位置に
担持され且つ前記歯の半径方向寸法を超えて突出した少
なくとも一つの周方向に延在する剛毛列とを含み、剛毛
は、弧状セグメントに設けられた弧状スロット内に滑動
自在かつ取外し可能に支承された細長い第１の可撓性担
持ストリップに固定されている。
部を含むブラシ装置を、費用削減に有効な方法で別に製
造し、次いでラビリンス・シール・セグメント、ステー
タまたは他の静止機械構成部に切られた様々な直径のＴ
形スロット内に装着することができることである。従っ
て、本発明はその広範な態様において、次のような回転
機械用のラビリンス／ブラシ併合シール、すなわちラビ
リンス・シールとブラシ・シールとの組合せに関係す
る。すなわち、その組合せは、複数の軸方向に相隔たり
且つ周方向および半径方向に延在するテ−パ付き漏止め
歯を担持する所定軸方向寸法の弧状セグメントと、該セ
グメントによって該セグメントに沿う所定軸方向位置に
担持され且つ前記歯の半径方向寸法を超えて突出した少
なくとも一つの周方向に延在する剛毛列とを含み、剛毛
は、弧状セグメントに設けられた弧状スロット内に滑動
自在かつ取外し可能に支承された細長い第１の可撓性担
持ストリップに固定されている。
【０００９】本発明はその別の広範な態様において、次
のような回転機械に関係する。すなわち、その回転機械
は、回転自在構成部と、この回転自在構成部を囲んでい
る固定構成部とを備える。両構成部は共通軸線を中心と
して存在する。固定構成部と回転自在構成部との間のラ
ビリンス・シールが複数のセグメントからなり、各セグ
メントは、回転自在構成部に向かって半径方向に突出し
た複数の軸方向に相隔たり且つ周方向に延在する歯を含
む。各ラビリンス・シール・セグメントは少なくとも一
つのブラシ・シールを含み、このブラシ・シールは、前
記複数の歯のうちの少なくとも一つの歯に軸方向に隣接
して配置されるように固定構成部により担持された剛毛
列からなり、剛毛列の個別の剛毛は第１の細長い可撓性
担持ストリップに取付けられ、そしてこのストリップは
該セグメントに形成された弧状スロット内に滑動自在に
支承され、これによりブラシ・シールは該セグメントの
曲率に順応する。
のような回転機械に関係する。すなわち、その回転機械
は、回転自在構成部と、この回転自在構成部を囲んでい
る固定構成部とを備える。両構成部は共通軸線を中心と
して存在する。固定構成部と回転自在構成部との間のラ
ビリンス・シールが複数のセグメントからなり、各セグ
メントは、回転自在構成部に向かって半径方向に突出し
た複数の軸方向に相隔たり且つ周方向に延在する歯を含
む。各ラビリンス・シール・セグメントは少なくとも一
つのブラシ・シールを含み、このブラシ・シールは、前
記複数の歯のうちの少なくとも一つの歯に軸方向に隣接
して配置されるように固定構成部により担持された剛毛
列からなり、剛毛列の個別の剛毛は第１の細長い可撓性
担持ストリップに取付けられ、そしてこのストリップは
該セグメントに形成された弧状スロット内に滑動自在に
支承され、これによりブラシ・シールは該セグメントの
曲率に順応する。
【００１０】本発明の他の利点は以下の詳しい説明から
明らかとなろう。
明らかとなろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】図面の図１には、従来の回転機
械、例えば蒸気タービンの一部分が例示されており、蒸
気タービンはタービン・ハウジング１２内に配置された
タービン軸１０を備え、軸１０はタービン・ハウジング
１２内に従来の手段（図示せず）により支持されてい
る。総体的に１４で示したラビリンス・シールが回転軸
１０と静止ハウジング１２との間に配置され、このシー
ルは、軸１０の周囲に配置されたシール・リング１６を
含み、リングの軸方向に相対する両側の高圧域と低圧域
とを分離する。１個のシール１６だけを示してあるが、
通例は多段のラビリンス・シールがロータ軸の周囲に設
けられることを認識されたい。各シール・リング１６は
（通常４個以上の）弧状シール要素１８の環状配列で形
成され、要素１８は漏止め面２０と複数の半径方向に突
出し軸方向に相隔たる歯２２とを有する。図示した歯２
２は高低設計のもので、軸１０の半径方向突起またはリ
ブ２４および溝２６に対する間隙を狭くし得る。ラビリ
ンス・シールは、シールの片側にある高圧域から反対側
にある低圧域への流体の流れに対して比較的多数の障壁
すなわち歯を配置することにより、流体は曲がりくねっ
た通路をたどり、これによって圧力降下が生じるように
機能する。ラビリンス・シール全体にわたる圧力降下の
合計は、定義により、シールの軸方向に相対する両側の
高圧域と低圧域との間の圧力差である。これらのラビリ
ンス・シール・リング・セグメントは通例ばねによって
支持されているので、ロータとシールとの過酷な干渉が
生じた時、自由に半径方向に移動できる。ある設計で
は、ばねはシール・リング・セグメント１６を、例えば
始動と停止中、ロータから半径方向外方に離れた位置に
保ち、ロータが速度を増した時、流体圧力がシール・リ
ング・セグメントとロータ・ハウジングとの間に供給さ
れシール・リング・セグメントを半径方向内方に変位さ
せてロータとの間隙を減らす、すなわちシールを閉ざ
す。
械、例えば蒸気タービンの一部分が例示されており、蒸
気タービンはタービン・ハウジング１２内に配置された
タービン軸１０を備え、軸１０はタービン・ハウジング
１２内に従来の手段（図示せず）により支持されてい
る。総体的に１４で示したラビリンス・シールが回転軸
１０と静止ハウジング１２との間に配置され、このシー
ルは、軸１０の周囲に配置されたシール・リング１６を
含み、リングの軸方向に相対する両側の高圧域と低圧域
とを分離する。１個のシール１６だけを示してあるが、
通例は多段のラビリンス・シールがロータ軸の周囲に設
けられることを認識されたい。各シール・リング１６は
（通常４個以上の）弧状シール要素１８の環状配列で形
成され、要素１８は漏止め面２０と複数の半径方向に突
出し軸方向に相隔たる歯２２とを有する。図示した歯２
２は高低設計のもので、軸１０の半径方向突起またはリ
ブ２４および溝２６に対する間隙を狭くし得る。ラビリ
ンス・シールは、シールの片側にある高圧域から反対側
にある低圧域への流体の流れに対して比較的多数の障壁
すなわち歯を配置することにより、流体は曲がりくねっ
た通路をたどり、これによって圧力降下が生じるように
機能する。ラビリンス・シール全体にわたる圧力降下の
合計は、定義により、シールの軸方向に相対する両側の
高圧域と低圧域との間の圧力差である。これらのラビリ
ンス・シール・リング・セグメントは通例ばねによって
支持されているので、ロータとシールとの過酷な干渉が
生じた時、自由に半径方向に移動できる。ある設計で
は、ばねはシール・リング・セグメント１６を、例えば
始動と停止中、ロータから半径方向外方に離れた位置に
保ち、ロータが速度を増した時、流体圧力がシール・リ
ング・セグメントとロータ・ハウジングとの間に供給さ
れシール・リング・セグメントを半径方向内方に変位さ
せてロータとの間隙を減らす、すなわちシールを閉ざ
す。
【００１２】図２および図３には、ラビリンス・シール
に改装物としてあるいは元々の装置として組込まれた本
発明によるラビリンス／ブラシ併合シールの一例２８を
示す。このラビリンス／ブラシ併合シール２８の構成で
は、Ｔ形溝またはスロット３０がラビリンス・シール・
セグメント３２に形成され、スロット３０のステム部
が、中央に位置する剛性歯３４に隣接した位置にある。
矢印３６で示した流れの方向において、剛性ラビリンス
歯３４はブラシ・シール・セグメントの下流側にあって
ブラシ剛毛３８を軸方向に支持する。
に改装物としてあるいは元々の装置として組込まれた本
発明によるラビリンス／ブラシ併合シールの一例２８を
示す。このラビリンス／ブラシ併合シール２８の構成で
は、Ｔ形溝またはスロット３０がラビリンス・シール・
セグメント３２に形成され、スロット３０のステム部
が、中央に位置する剛性歯３４に隣接した位置にある。
矢印３６で示した流れの方向において、剛性ラビリンス
歯３４はブラシ・シール・セグメントの下流側にあって
ブラシ剛毛３８を軸方向に支持する。
【００１３】この新しいシールの剛毛３８（図４および
図６に最も良く示されている）は、従来のブラシ・シー
ル材料、例えばヘインズ（Haynes）２５ステンレス鋼の
ワイヤからなる。しかし、特定用途に対しては他の合金
が適当かもしれない。ワイヤ剛毛３８は２層以上として
配設され、そして図２乃至図４および図７に明示のよう
に、４５度の角度で傾斜している。折曲げ線に沿って、
剛毛３８は繊維織物４０により一緒に保持され、従って
剛毛は図５に明示した薄い（例えば１０ミルの）可撓性
金属ストリップまたはシム４２上で折曲げることがで
き、その際、繊維織物４０はシム４２の上面に沿って延
在する。剛毛３８をシム４２上で折曲げた後、図２と図
４に示すように、他の薄い（例えば約２０ミルの）可撓
性鋼ストリップ４４をシム４２の周りにクリンプして、
シール・アセンブリを完成する。シム４２とストリップ
４４は、（後述のように）曲げられた時、より真っ直ぐ
な形に戻る傾向を持たないように、特に弾性でないこと
が好ましい。また、各層の剛毛３８をシムに直接溶接し
て交差繊維織物４０を不要にすることも可能である。例
えば、図７に示すように、剛毛３８は１対のシム・スト
リップ４２ａおよび４２ｂにそれらの間で溶接される。
図６に最も良く示されている）は、従来のブラシ・シー
ル材料、例えばヘインズ（Haynes）２５ステンレス鋼の
ワイヤからなる。しかし、特定用途に対しては他の合金
が適当かもしれない。ワイヤ剛毛３８は２層以上として
配設され、そして図２乃至図４および図７に明示のよう
に、４５度の角度で傾斜している。折曲げ線に沿って、
剛毛３８は繊維織物４０により一緒に保持され、従って
剛毛は図５に明示した薄い（例えば１０ミルの）可撓性
金属ストリップまたはシム４２上で折曲げることがで
き、その際、繊維織物４０はシム４２の上面に沿って延
在する。剛毛３８をシム４２上で折曲げた後、図２と図
４に示すように、他の薄い（例えば約２０ミルの）可撓
性鋼ストリップ４４をシム４２の周りにクリンプして、
シール・アセンブリを完成する。シム４２とストリップ
４４は、（後述のように）曲げられた時、より真っ直ぐ
な形に戻る傾向を持たないように、特に弾性でないこと
が好ましい。また、各層の剛毛３８をシムに直接溶接し
て交差繊維織物４０を不要にすることも可能である。例
えば、図７に示すように、剛毛３８は１対のシム・スト
リップ４２ａおよび４２ｂにそれらの間で溶接される。
【００１４】ブラシ・シール自体は、それを入れ得るい
かなる直径のスロットにも関係なく、実質的に無限のま
たは連続した形状に製造できるものであることを理解さ
れたい。使用に際して、適当な長さのセグメントを供給
源から切取り、そしてラビリンス・シール・セグメント
３２に精密に機械加工して形成したＴ形スロット３０の
中に押込む。セグメントをスロット３０の中に押込むに
つれ、この可撓性シールは容易にスロットの直径に順応
する。挿入後、止めねじ（１個を４６で示す）または他
の適当な手段を用いてブラシ構成部をスロット３０内に
半径方向に固定し得る。止めねじはまた、スロット内の
ブラシ構成部の周方向移動を防止する。
かなる直径のスロットにも関係なく、実質的に無限のま
たは連続した形状に製造できるものであることを理解さ
れたい。使用に際して、適当な長さのセグメントを供給
源から切取り、そしてラビリンス・シール・セグメント
３２に精密に機械加工して形成したＴ形スロット３０の
中に押込む。セグメントをスロット３０の中に押込むに
つれ、この可撓性シールは容易にスロットの直径に順応
する。挿入後、止めねじ（１個を４６で示す）または他
の適当な手段を用いてブラシ構成部をスロット３０内に
半径方向に固定し得る。止めねじはまた、スロット内の
ブラシ構成部の周方向移動を防止する。
【００１５】好適構成では、ブラシ・シールの低圧側の
隣接ラビリンス歯３４が上述のように剛毛３８の横方向
支持をなす。図２に明示のように、剛毛３８は４５度傾
斜しているので、空の３角形区域３９が各セグメントの
端に現われる。しかし歯３４はこの箇所である程度の漏
止めをなし続ける。加えて、剛毛３８の長さは精密な公
差に切られる必要はない。なぜなら、剛毛は、最初に所
要長さより幾分大きな長さに切られていれば（図３参
照）、ロータとの接触の結果として、必然的に所要長さ
まで急速に摩耗するからである。シール要素をこのよう
な構造にすることにより、かなりの費用削減がなされ
た。これは特に、シールが任意の直径に適応しそして厳
密な公差をほとんど要しないからである。
隣接ラビリンス歯３４が上述のように剛毛３８の横方向
支持をなす。図２に明示のように、剛毛３８は４５度傾
斜しているので、空の３角形区域３９が各セグメントの
端に現われる。しかし歯３４はこの箇所である程度の漏
止めをなし続ける。加えて、剛毛３８の長さは精密な公
差に切られる必要はない。なぜなら、剛毛は、最初に所
要長さより幾分大きな長さに切られていれば（図３参
照）、ロータとの接触の結果として、必然的に所要長さ
まで急速に摩耗するからである。シール要素をこのよう
な構造にすることにより、かなりの費用削減がなされ
た。これは特に、シールが任意の直径に適応しそして厳
密な公差をほとんど要しないからである。
【００１６】また、ラビリンス・シール内のブラシ構成
部の位置を変え得るとともに同シール内のブラシ構成部
の数も変えることができることを理解されたい。以上、
本発明の最適実施例と考えられるものについて説明した
が、本発明は開示した実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で様々な改変と対等構成が可能であ
ることを理解されたい。
部の位置を変え得るとともに同シール内のブラシ構成部
の数も変えることができることを理解されたい。以上、
本発明の最適実施例と考えられるものについて説明した
が、本発明は開示した実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で様々な改変と対等構成が可能であ
ることを理解されたい。
【図１】従来のラビリンス漏止めリングセグメントの概
略図である。
略図である。
【図２】本発明によるラビリンス／ブラシ併合シールの
概略図である。
概略図である。
【図３】ブラシ・シールと隣接ラビリンス歯とを例示す
る拡大詳細図である。
る拡大詳細図である。
【図４】本発明の一実施例によるある長さのブラシ・シ
ールの部分斜視図である。
ールの部分斜視図である。
【図５】図４のブラシ・シールに組込まれた細長いシム
の部分斜視図である。
の部分斜視図である。
【図６】本発明による４５度傾斜したブラシ剛毛の部分
側面図である。
側面図である。
【図７】本発明の他の実施例による細長いシムとブラシ
・シールの部分斜視図である。
・シールの部分斜視図である。
２８ ラビリンス／ブラシ併合シール ３０ Ｔ形スロット ３２ ラビリンス・シール・セグメント ３４ 歯 ３８ ブラシ剛毛 ４２ シム ４４ 鋼ストリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バラット・サンパサクマー・バッジポーリ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、リーガル・アヴァニュー、1566 番 (72)発明者 ノーマン・アーノルド・ターンキスト アメリカ合衆国、ニューヨーク州、コウブ ルスキル、イースト・メイン・ストリー ト、84番 (72)発明者 クリストファー・エドワード・ウルフェ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、マイロン・ストリート、1455番
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の軸方向に相隔たり且つ周方向およ
び半径方向に延在する漏止め歯を担持する所定軸方向寸
法の弧状セグメントと、前記セグメントによって該セグ
メントに沿う所定軸方向位置に担持され且つ前記歯の半
径方向寸法を超えて突出した少なくとも一つの周方向に
延在する剛毛列とを含み、前記剛毛は、前記セグメント
に設けられたスロット内に滑動自在かつ取外し可能に支
承された第１の可撓性担持ストリップ内に保持されてい
ることを特徴とする、回転機械用のラビリンス／ブラシ
併合シール。 - 【請求項２】 前記剛毛は第２の可撓性担持ストリップ
の周囲で折り曲げられていて、該第２の可撓性担持スト
リップの周囲に前記第１の可撓性ストリップをクリンプ
することにより保持されている請求項１記載のラビリン
ス／ブラシ併合シール。 - 【請求項３】 回転自在構成部と、前記回転自在構成部
を囲んでいる固定構成部とを備え、前記両構成部が共通
軸線を中心として存在している回転機械において、 前記固定構成部と前記回転自在構成部との間に、複数の
シール・セグメントで構成されたラビリンス・シールを
有し、各シール・セグメントは、前記回転自在構成部に
向かって半径方向に突出した複数の軸方向に相隔たり且
つ周方向に延在する歯を含んでおり、 前記各シール・セグメントは更に少なくとも一つのブラ
シ・シールを含み、該ブラシ・シールは、前記複数の歯
のうちの少なくとも一つの歯に軸方向に隣接して配置さ
れるように前記固定構成部により担持された剛毛列を有
し、前記剛毛列の個別の剛毛は第１の細長い可撓性で変
形自在な担持ストリップに取付けられており、前記スト
リップは前記シール・セグメントに形成された弧状スロ
ット内に滑動自在に支承され、これにより前記ブラシ・
シールが前記シール・セグメントの曲率に順応している
ことを特徴とする回転機械。 - 【請求項４】 前記少なくとも一つのブラシ・シールは
前記シール・セグメントの軸方向寸法に沿ってほぼ中央
に存在し、隣接のラビリンス歯が前記少なくとも一つの
ブラシ・シールの横方向支持をなしている請求項３記載
の回転機械。
Applications Claiming Priority (2)
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| US08/956686 | 1997-10-23 |
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ID=25498551
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| US (1) | US6027121A (ja) |
| EP (1) | EP0911554B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11201293A (ja) |
| KR (1) | KR100503999B1 (ja) |
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